Teori-permainan

  • May 2020
  • PDF

This document was uploaded by user and they confirmed that they have the permission to share it. If you are author or own the copyright of this book, please report to us by using this DMCA report form. Report DMCA


Overview

Download & View Teori-permainan as PDF for free.

More details

  • Words: 1,519
  • Pages: 9
TEORI PERMAINAN

Aplikasi Teori Permainan Lawan

pemain (punya intelegensi yang sama). Setiap pemain mempunyai beberapa strategi untuk saling mengalahkan.

Two-Person Zero-Sum Game

Permainan dengan 2 pemain dengan perolehan (keuntungan) bagi salah satu pemain merupakan kehilangan (kerugian) bagi pemain lainnya.

Matriks/tabel payoff (perolehan)

tabel yang menunjukkan perolehan bagi pemain baris

Strategi Murni Digunakan jika permainan stabil Titik sadel

ada titik saddle (saddle point)

minimaks = maksimin

Contoh : Pemain A

Pemain B Strategi 1 Strategi 2 Strategi 3 Strategi 4 Strategi 5 Strategi 6

Strategi 1

5

10

-20

15

5

7

Strategi 2

15

8

16

-10

13

12

Strategi 3

11

11

12

14

14

12

Tentukan strategi terbaik bagi masing-masing pemain!! Jawab : Pemain A

Pemain B

Minimum

Strategi 1 Strategi 2 Strategi 3 Strategi 4 Strategi 5 Strategi 6 Strategi 1

5

10

-20

15

5

7

-20

Strategi 2

15

8

16

-10

13

12

-10

Strategi 3

11

11

12

14

14

12

11

maks

15

11

16

15

13

12

Teori Permainan, oleh Hotniar Siringoringo, hal. 1

Minimaks = maksimin = 11 Titik sadel

11

permainan seimbang (stabil)

nilai permainan (v)

Strategi Campuran Strategi campuran digunakan jika permainan tidak seimbang. Pemilihan strategi dilakukan dengan mengevaluasi kombinasi strategi lawan menggunakan prinsip peluang.

Definisikan : xi adalah peluang pemain baris akan menggunakan strategi ke-i Yj adalah peluang pemain kolom akan menggunakan strategi ke-j.

y1

y2

...

yn

Strategi 1

Strategi 2

...

Strategi n

x1

Strategi 1

a11

a12

...

a1n

x2

Strategi 2

a21

a22

...

a2n

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

xm

Strategi m

am1

am2

...

amn

Solusi Grafik Solusi grafik dapat digunakan jika paling salah satu pemain mempunyai hanya 2 strategi (2 x n atau m x 2).

Perhatikan matriks payoff untuk dua pemain berikut : B

A

y1

y2

y3

...

yn

x1

a11

a12

a13

...

a1n

x2 = 1-x1

a21

a22

a23

...

a2n

Menghitung x1 dan x2 dengan menganggap pemain B menggunakan strategi murni. Maka ekspektasi perolehan bagi pemain A adalah sbb:

Teori Permainan, oleh Hotniar Siringoringo, hal. 2

Strategi murni B

Ekspektasi perolehan A

1

a11 x1 + a21x2

2

a12 x1 + a22x2

3

a13 x1 + a23x2

.

.

.

.

.

.

n

a1n x1 + a2nx2

Ekspektasi digambarkan dengan sumbu horizontal x1 (0 sampai 1) dan vertikal sebagai ekspektasi perolehan. Nilai optimum (x1, x2 dan v) akan didapat dari titik perpotongan Titik perpotongan menunjukkan strategi B yang digunakan, maka y1, y2, ..., yn selanjutnya dapat ditentukan. Contoh 1: Perhatikan matriks payoff permainan di bawah ini: Pe

Pemain B

ma

Strategi 1

Strategi 2

Strategi 3

Strategi 4

Strategi 5

in

Strategi 1

2

4

5

-2

-1

A

Strategi 2

3

-1

-2

6

5

Permainan di atas memiliki nilai minimaks = 3 dan nilai maksimin = -2

permainan

tidak seimbang

Dengan solusi grafik: Pe

Pemain B

ma

y1

in A

y2

y3

y4

y5

Strategi 1 Strategi 2 Strategi 3 Strategi 4 Strategi 5 x1 Strategi 1

2

4

5

-2

-1

x2 Strategi 2

3

-1

-2

6

5

Teori Permainan, oleh Hotniar Siringoringo, hal. 3

Bagi Pemain A :

Strategi murni B

Ekspektasi perolehan A

1

2x1 + 3x2 =(2-3)x1+3

2

5x1-1

3

7x1-2

4

-8x1+6

5

-6x1+5

4 5 5 4 1 3 2 1 0

0.5

1 x1

2 -2 3 Ada 6 titik perpotongan yang menjadi kandidat solusi optimal untuk x1 (titik perpotongan garis (1,2), (1,3), (2,4), (2,5), (3,4) dan (3,5)). Karena pemain A adalah pemain baris dimana dia akan memaksimumkan ekspektasi perolehan minimumnya, maka solusi optimalnya adalah titik perpotongan ungu (perpotongan garis (2,4)). Dengan demikian x1 = 7/13 dan x2 = 1-7/13 = 6/13.

Teori Permainan, oleh Hotniar Siringoringo, hal. 4

v = 5x1 -1 = 22/13

diperoleh dengan memasukkan nilai x1 pada pers (2) atau (4).

Bagi Pemain B: Solusi optimal bagi pemain A di atas merupakan perpotongan garis (2) dan (4), Hal ini menunjukkan bahwa B dapat mengkombinasikan kedua strategi tersebut. Kombinasi strategi 2 dan 4 menunjukkan bahwa y1 = y3 = y5 = 0.

Pe

Pemain B

ma

y2

in A

y4

Strategi 2 Strategi 4 x1 Strategi 1

4

-2

x2 Strategi 2

-1

6

Strategi murni A Ekspektasi perolehan B 1

4y2 - 2y4 =(4+2)y2-2=6y2-2

2

-7y2+6

6y2-2=-7y2+6, maka y2 = 8/13 dan y4 = 5/13; y1 = y3 = y5 = 0; v = 22/13 (sama dengan nilai di atas).

Contoh 2: Perhatikan permainan dengan matriks payoff berikut: B

A

1

2

1

2

4

2

2

3

3

3

2

4

-2

6

Penyelesaian : Tidak ada saddle point, dan pemain B memiliki hanya 2 strategi

Bagi Pemain B:

Teori Permainan, oleh Hotniar Siringoringo, hal. 5

solusi grafik.

Strategi murni A

Ekspektasi payoff B

1

-2y1+4

2

-y1+3

3

y1+2

4

-8y1+6

5 4 3 3 2 1

2

1 0

y1

0.5

1

-2 4

Ada 3 titik maksimum (perpotongan warna ungu, biru dan hijau). Pemain B sebagai pemain kolom akan meminimumkan ekspektasi perolehan maksimumnya, maka solusi y1 = 2/3 dan y2 = 1/3; v = -2*2/3 + 4 =8/3

optimalnya adalah titik hijau

Pemain A Titik optimum bagi pemain B merupakan perpotongan strategi 1 dan 3 pemain A. B

A

1

2

1

2

4

3

3

2

Teori Permainan, oleh Hotniar Siringoringo, hal. 6

Strategi murni B

Ekspektasi payoff A

1

-x1+3

2

2x1+2

-x1+3 = 2x1+2

x1 = 1/3, x2 = 0, x3 = 2/3, x4 = 0 dan v = 8/3 (sama dengan di atas).

Metode Simpleks

Bentuk umum LP bagi pemain baris : Min z = X 1 + X 2 + ... + X m Sub. To : a11 X 1 + a 21 X 2 + ... + a m1 X m ≥ 1 a12 X 1 + a 22 X 2 + ... + a m 2 X m ≥ 1 Μ

Μ

a1n X 1 + a 2n X 2 + ... + a m n X m ≥ 1 X 1 , X 2 ,..., X m ≥ 0 x Xi = i ; v

z=

1 v

Bentuk umum LP bagi pemain kolom (Dual pemain baris) Maks. w = Y1 + Y2 + ... + Yn

Sub. To : a11Y1 + a12Y2 + ... + a1n Yn ≤ 1 a 21Y1 + a 22Y2 + ... + a 2n Yn ≤ 1 Μ

Μ

a m1Y1 + a m 2Y2 + ... + a mnYn ≤ 1 Y1 , Y2 ,..., Yn ≥ 0

Yi =

yj v

; w=

1 v

Perhatikan kembali matriks payoff berikut:

Teori Permainan, oleh Hotniar Siringoringo, hal. 7

Pemain B

Pe ma

Strategi 1

Strategi 2

Strategi 3

Strategi 4

Strategi 5

in

Strategi 1

2

4

5

-2

-1

A

Strategi 2

3

-1

-2

6

5

Maka bentuk umum LP untuk pemain baris (pemain A) adalah : Min. z = X 1 + X

2

Sub. To : 2X1 + 3X 2 ≥ 1 4X1 − X 2 ≥1 5X1 − 2X 2 ≥1 − 2X1 + 6X 2 ≥1 − X1 + 5X 2 ≥1 X 1, X 2 ≥ 0

Maka bentuk umum LP untuk pemain kolom (pemain B) adalah : Maks. w = Y1 + Y 2 + Y 3 + Y 4 + Y 5 Sub. To:

2Y1 + 4Y 2 + 5Y3 − 2Y 4 − Y5 ≤ 1 3Y1 − Y 2 − 2Y3 + 6Y 4 + 5Y5 ≤ 1 Y1 , Y 2 , Y3 , Y 4 , Y5 ≥ 0

Tabel simpleks awal (iterasi-0):

VB

Y1

Y2

Y3

Y4

Y5

s1

s2

NK

w

-1

-1

-1

-1

-1

0

0

0

s1

2

4

5

-2

-1

-

0

1

s2

3

-1

-2

6

5

0

1

1

Iterasi-1:

Teori Permainan, oleh Hotniar Siringoringo, hal. 8

VB

Y1

Y2

Y3

Y4

Y5

s1

s2

NK

w

-3/5

-1/5

0

-7/5

-6/5

1

0

1/5

Y3

2/5

4/5

1

-2/5

-1/5

1

0

1/5

s2

19/5

3/5

0

26/5

23/5

2

1

7/5

VB

Y1

Y2

Y3

Y4

Y5

s1

s2

NK

w

11/26

-1/26

0

0

1/26

6/13

7/26

15/26

Y3

9/13

11/13

1

0

5/26

15/13

1/13

4/13

Y4

19/26

3/26

0

1

23/26

5/13

5/26

7/26

Iterasi-2 :

Iterasi-3: optimal

VB

Y1

Y2

Y3

Y4

Y5

s1

s2

NK

w

5/11

0

1/22

0

0.0472

7/22

3/11

13/22

Y2

9/11

1

13/11

0

5/22

15/11

1/11

4/11

Y4

7/11

0

-3/22

1

0.85839

5/22

2/11

5/22

Y1 = Y3 = Y5 = 0

Y2 = 4/11

y1 = y3 = y5 = 0; 4 Y2 y2 = = 11 = 8 ; 13 w 13 22

z = w = 13/22; X1 = s1 = 7/22

X2 = s2 = 3/11

w = 13/22

Y4 = 5/22

x1 =

v=1/w=

1 = 22 13 13 22

5 Y4 y4 = = 22 = 5 13 w 13 22

7 X1 = 22 = 7 13 13 z 22

3 X2 x2 = = 11 = 6 13 13 z 22

Teori Permainan, oleh Hotniar Siringoringo, hal. 9